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微波消解-氢化物发生-原子荧光法测定太子参中痕量汞
作者:沈燕, 韩超, 刘翠平, 詹秀明    
作者单位:温州大学化学与材料工程学院,浙江 温州 325027; 浙江省温州市出入境检验检疫局 325027

《时珍国医国药》 2008年 第1期

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       【摘要】 
       目的对太子参中痕量汞的测定进行研究。方法采用微波消解-氢化物发生-原子荧光法测定太子参中痕量汞,系统地研究微波消解、氢化物发生的最佳条件。结果太子参中汞的含量较低。结论该方法具有简便、快速、灵敏度高等优点,检出限为0.05 μg/L,RSD为1.1%,样品加样回收率为96.9% ~105.4%。
       【关键词】  太子参 微波消解 氢化物发生 原子荧光 汞
       Determination of the Trace Mercury in Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax by Microwave Digestion and Hydride Generation Atomic Fluorescence Spectrometry
       SHEN Yan, HAN Chao, LIU Cuiping, ZHAN Xiuming
       (College of Chemistry and Materials Science, Wenzhou University, Wenzhou, 325027, China; Wenzhou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Wenzhou, Zhejiang 325027, China)
       Abstract:ObjectiveTo develop a method for determination of mercury in Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax. MethodsThe content of mercury in Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax was determined by hydride generation atomic fluorescence spectrometry. The experimental conditions of microwave digestion-hydride generation were optimized. ResultsThe content of mercury was low. ConclusionThe method is simple, rapid and high sensitive. The detection limit of the method for Hg is 0.05μg/L, and the relative standard deviation of Hg is 1.1%, respectively. The recovery is 96.9%~105. 4%.
       Key words:Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax;   Microwave digestion;   Hydride generation-atomic fluorescence spectrometry;   Mercury
       
       近年来绿色中药日益受到青睐, 人们对中药重金属残留问题越来越重视。对中药中重金属安全性评价研究, 已成为毒理学、中药药理学、生物无机化学的研究热点[1]。因此, 建立中药中重金属含量的快捷准确的分析方法非常必要。
       
       太子参系常用中药,它为石竹科(Caryophyllaceae) 异叶假繁缕属植物Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax的干燥块根,别名孩儿参、童参,收载于《中国药典》中;具有益气生津、补肺健脾之功效,主治心悸自汗,疲倦乏力,脾虚食少,气阴不足,自汗口渴,肺燥干咳等症[2]。国内对太子参的研究内容主要集中在某些化学成分、栽培等[3,4],但对太子参中痕量汞的测定尚未见报道。微波消解技术以其快速、分解完全、元素无挥发损失、酸耗量少等优点, 成为目前测定中药中微量元素的最佳前处理方法。微波消解-氢化物发生-原子荧光法因其选择性好、较高的灵敏度和线性范围宽等优点而得到广泛应用[5,6]。本实验应用微波消解-氢化物发生-原子荧光法对太子参中的痕量汞的测定条件进行了研究。
       1   仪器与材料
       1.1   仪器AFS-230E型双道原子荧光光度计北京海光仪器公司,汞高强度空心阴极灯(北京海光仪器公司)。MDS-2002A型压力自控微波溶样系统(上海新仪微波化学科技有限公司)。
       1.2   试剂与药品汞标准贮备液:1000 mg/L (国家钢铁材料测试中心),临用时逐级稀释。5 g/L硼氢化钾溶液:称取5 g硼氢化钾溶于200 ml的0.5%氢氧化钠水溶液中,用水稀释至1 L,使用时现配;HNO3,NaOH均为优级纯,其他试剂为分析纯;水为Milli-Q水处理系统( 法国Milipore 公司) 得到(18.2MΩ)超纯水;所用玻璃器具均用10% HNO3 浸泡24 h。
       2  方法与结果
       2.1  仪器工作条件 负高压280V;灯电流7 mA;原子化器高度8 mm,载气流量300 ml/min;屏蔽气流量900 ml/min;测量方法:标准曲线法;读数方式:峰面积;读数时间10 s;延迟时间1 s;硼氢化钾溶液加入时间6 s;积分时间16 s。
       2.2  样品处理  太子参用自来水冲洗两次后,用去离子水洗涤3次,晾干放入烘箱中,温度控制在60℃,保持8 h,待干燥后取出,放入植物粉碎机中粉碎,过100目筛。准确称取太子参约0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中,加入1 ml H2O和8 ml HNO3浸泡过夜,再加入2 ml H2O2,在微波消解系统中消解11 min,待消解完全后,转移到25 ml容量瓶中用超纯水定容至刻度。平行制备2份试剂空白溶液,待测。
       2.3  标准系列的配制  用汞标准溶液(0.1 mg/L)按表1配制标准系列。
       表1  汞标准溶液配制(略)
       2.4  标准曲线的绘制  取上述汞标准溶液,在上述仪器工作条件下进行分析,以荧光强度(If)为纵坐标,浓度(X)为横坐标,绘制标准吸收曲线,进行回归处理,回归方程为If=64.072X+48.322, r=0.999 5。表明汞标准溶液在进样量为0.40~5 μg/L范围内具有良好的线性关系。对标准空白溶液连续测定11次,以其3倍的标准偏差除以标准曲线的斜率的计算方法求得仪器检出限为0.05 μg/L,相对标准偏差RSD为1.1%。
       2.5  精密度实验 精密吸取上述一定浓度汞标准溶液,在上述仪器工作条件下重复进样5次,测得荧光强度,计算相对标准偏差,汞标准溶液荧光强度值RSD=0.46%,说明仪器的精密度良好。
       2.6   稳定性实验 取配制好的样品溶液,测定1次/h,连续测定6次。结果样品溶液荧光强度值RSD=1.64%,该样品溶液6 h内稳定。
       2.7  重现性实验精密称取同一份样品5份,按上述方法制备供试品溶液,在上述仪器工作条件下进行分析,计算相对标准偏差,结果RSD=1.75%,表明该方法的重现性良好。
       2.8  样品分析和回收实验在样品中加入一定量的Hg标准液,然后按实验方法处理,测定Hg的含量,计算回收率。结果见表2。测得回收率范围为96.9%~105.4%。
       表2  样品分析和回收率实验(略)
       3  讨论
       3.1  消解条件的选择 微波消解中药材样品,样品的种类不同, 所采用的消解条件也不相同。考虑到样品中有机物的含量、消解后生成盐的溶解性、所选用酸的空白值等因素, 实验设计了3 种消解体系:(1) HNO3;(2) HNO3-H2O2;(3) HNO3 + H2O2 +H2O。后两种体系均能使样品彻底消解成透明溶液, 水的加入能减缓消解反应的剧烈性。消解剂用量实验表明, 8 ml HNO3 + 2 ml H2O2+ 1 ml H2O即可达到良好的消解效果。经实验,最佳的微波消解程序为:0.5 MPa,3 min;1.0 MPa,3 min;1.5 MPa,5 min。通过11 min 消解,消解液无色透明,样品消解完全。
       3.2  仪器分析条件的选择
       3.2.1  负高压、灯电流对测定汞的影响 当负高压增大时,汞的荧光信号明显增加,但噪声也同时增加。在灵敏度可以满足的情况下应该尽量选用较低的负高压,也有助于延长光电倍增管的使用寿命。根据使用本仪器的经验,调整空心阴极灯的灯电流和仪器光电倍增管的负高压,使系列标准溶液中的最高浓度溶液产生的荧光强度在4 000左右,这样既满足了灵敏度的要求,又不会使灯电流和负高压设置得过高而影响其使用寿命。最终设置负高压为280 V,灯电流为7 mA。
       3.2.2  载气流量对测定汞的影响 在选定的负高压和灯电流下,在300~1 000 ml/min范围内改变载气(氩气)流量,测定20 μg/L标准溶液相应的荧光强度。结果如图1所示。实验表明,随着载气流量的不断增大,信号反而下降,可能是因为不断增高的载气流量将原子浓度稀释而降低了灵敏度。故选择载气流量为300 ml/min。
       3.3   氢化物发生条件的选择研究了几种酸的使用,硫酸空白值高,灵敏度偏低,汞在磷酸中荧光值较低,且随酸度的变化荧光强度不稳定,而硝酸空白较低,荧光值稳定,本实验用硝酸作为介质。在1%~20%硝酸载流中测定10 μg/L汞标液,结果如图2所示。实验表明载流中硝酸浓度对荧光强度影响不大。从降低试剂空白和节约试剂的角度考虑,选择10%硝酸做载流。
       3.4  硼氢化钾溶液浓度的影响  HNO3为10%,在其它条件不变的情况下,分别用不同浓度KBH4-0.5% NaOH作还原剂,测量。由于Hg并不生成氢化物,它仅需要被还原生成气态的Hg,并由载气带到原子化器中进行原子化,故不需要过多的KBH4。过量的KBH4产生的氢气反而会稀释Hg蒸气。所以,选择硼氢化钾溶液浓度为0.5%。
       图1  载气流量对荧光强度的影响 (略)
       图2  硝酸浓度对荧光强度的影响(略)
       3.5   共存元素的干扰 对于氢化物发生中的干扰情况,已经有了大量的文献报道[7,8]。针对太子参样品溶液中汞测定可能出现的主要干扰元素进行测定,在20μg/L的汞标准溶液中加入Mg2+,Fe2+,Mn2+,Cu2+,Zn2+,Co2+,Ca2+和Al3+进行干扰实验。实验结果表明下列浓度离子(以μg/L计)不干扰测定:Mg2+(1 500),Zn2+,Fe2+(500),Ca2+,Mn2+(2 000),Cu2+(100),Co2+(200)和Al3+(800),由此表明太子参样品溶液中的其他阳离子不会对汞的测定产生干扰。
       
       本实验方法简便快速、灵敏度高, 可用于其他植物样品或中草药中痕量汞的测定。
       【参考文献】
           [1] 刘冬莲,客绍英,李炳焕,等. 微波消解-氢化物发生-ICP-AES 法测定藏药湿生扁蕾中痕量铅[J].微量元素与健康研究,2007,24 (2):42.
       
       [2] 余永邦,秦民坚,余国奠. 太子参化学成分、药理作用及质量评价研究进展[J].中国野生植物资源,2003,22 (4): 1.
       
       [3] 韩 超,陈军辉,刘 颉,等. 高效液相色谱/电喷雾飞行时间质谱分析太子参中环肽类化合物[J].分析化学,2006, 34 (12 ):1719.
       
       [4] 韩超,陈军辉,康海宁,等. 反相高效液相色谱法测定太子参中的环肽Pseudostellarin B[J].分析试验室,2007, 26 (1):42.
       
       [5] 马 戈,谢文兵,冯 锐. 氢化物原子荧光光谱法测定虾中砷和汞[J].分析化学,2006, 34(U09):254.
       
       [6] 钟 平,黄承玲. 氢化物发生-原子荧光法测定莲藕中的铅[J].分析科学学报,2006, 22 (2 ):241.
       
       [7] 刘艺力. 流动注射氢化物原子吸收光谱法测定食品中的痕量汞[J].光谱学与光谱分析,2003, 23 (5 ):987.
       
       [8] 马泓冰,徐淑坤,周焕英. 砷和汞的顺序注射-蒸气发生原子吸收光谱测定[J].光谱学与光谱分析,2000, 23 (4):529.

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